技术摘要：
本发明涉及一种陆地离线作业钻机，包括安装底座、井架、管柱提升机、自动猫道、自动鼠洞、铁钻工、扶正臂，井架安装在安装底座上端，管柱提升机设置在井架一侧的安装底座上；自动鼠洞设置在井架和管柱提升机中间，自动鼠洞靠近管柱提升机下端，自动猫道设置在安装底座  全部
背景技术：
钻机管柱处理系统作为整个钻机的核心系统，代表着钻机的自动化水平。随着管 柱处理自动化技术的发展，陆地钻机配置自动化管柱系统变得越来越普遍。目前应用最广 泛的陆地钻机管柱处理系统有两种：一种是配套二层台机械手和台面机械手的模式，另外 一种是配套抓取式二层台机械手。对于前一种处理模式，管柱处理流程完全模拟人工操作 的方式，采用吊卡提升管柱，先排放管柱下端就位，然后再使用二层台机械手扶着管柱进入 二层台指梁中，其操作流程分两步，整体流程操作时间较长，目前各大厂家的产品也均为手 动控制，未实现自动化控制。对于后一种处理模式，其相对前一种处理模式的明显变化是减 少了台面机械手，其排放管柱也可实现自动化，但是其主要问题是，二层台仍然存在，高空 安装、高空维修的高空作业风险依然存在。 同时，这两种模式的共同点是都需要占用井口进行接立柱作业，也就是在开钻之 前需要将所有配套管柱接成立根并排管在二层台和立根盒内，按照接一柱立根需要5分钟 计算，对于一部5000米钻机则需要花费约18个小时进行接立柱作业，因此整个钻井的准备 时间较长，效率较低，不能实现离线作业。
技术实现要素：
为了解决上述主要矛盾，本发明提供了一种陆地离线作业钻机，本发明的技术目 的是通过以下技术方案实现的： 一种陆地离线作业钻机，包括安装底座、井架、管柱提升机、自动猫道、自动鼠洞、 铁钻工、扶正臂，井架安装在安装底座上端，管柱提升机设置在井架一侧的安装底座上；自 动鼠洞设置在井架和管柱提升机中间，自动鼠洞靠近管柱提升机下端，自动猫道设置在安 装底座一侧，扶正臂设置在自动鼠洞上方一侧的井架上；自动猫道的上方设有排管机，排管 机的两侧设有管柱弹夹；管柱弹夹安装在安装底座上。 进一步地，陆地离线作业钻机还包括自动钻杆盒，自动钻杆盒设置在自动猫道的 一侧或两侧。 进一步地，排管机包括安装平台、排管机主体，排管机主体固定在安装平台上端一 侧；排管机主体包括安装柱、伸缩臂、夹持臂，安装柱安装固定在安装平台上端一侧，伸缩臂 一端活动安装在安装柱上，伸缩臂另外一端活动连接夹持臂。 进一步地，管柱提升机包括滑车总成单元模块、门型架总成，门型架总成的上端设 有滑轮组件，门型架总成的下端一侧设有绞车，绞车通过穿过滑轮组件的牵引绳连接滑车 总成单元模块，绞车通过牵引绳牵引滑车总成单元模块相对门型架总成上下移动；门型架 总成和井架之间设有拉杆总成，拉杆总成一端铰接在井架上，拉杆总成另外一端铰接连接 门型架总成，门型架总成下端铰接在安装底座上。 5 CN 111594073 A 说　明　书 2/10 页 进一步地，滑车总成单元模块包括滑车架、长连杆、夹持部，长连杆的两端分别活 动连接滑车架和夹持部；门型架总成内部两侧均设有导向槽，滑车架的两侧均设有滚子组 件，滚子组件可沿导向槽上下滚动。 进一步地，长连杆的一端通过轴销连接滑车架下端，长连杆另外一端通过轴销连 接夹持部；滑车架一侧设有变幅油缸，变幅油缸一端铰接在滑车架上端的中部，长连杆一端 还铰接连接有短连杆，短连杆一端铰接连接长连杆，短连杆另外一端铰接连接变幅油缸一 端；短连杆与变幅油缸铰接处还铰接有摇杆，摇杆一端同时与短连杆和变幅油缸铰接，摇杆 另外一端铰接在长连杆与滑车架铰接处上端的滑车架上。 进一步地，长连杆总部连接调斜油缸，调斜油缸一端铰接长连杆中部下端，调斜油 缸另外一端铰接在长连杆与夹持部活动连接处下方的夹持部上。 进一步地，夹持部包括钳连接架、扶持钳、夹持钳，扶持钳设置在钳连接架上端，夹 持钳设置在钳连接架下端，长连杆和调斜油缸均与钳连接架连接；扶持钳后侧设有扶持油 缸，夹持钳后侧设有第一夹持油缸。 进一步地，自动猫道包括底座、坡道，坡道上端设有第一换向滑轮组，底座靠近坡 道下端的一端设有绞车，底座的另外一端设有第二换向滑轮组；底座上还设有小推车，小推 车前后两端的底部分别设有第一动滑轮和第二动滑轮，第一动滑轮和第二动滑轮转动轨迹 平行于底座；钢丝绳依次缠绕穿过第一换向滑轮组、第一动滑轮、第一换向滑轮组、绞车、第 二换向滑轮组、第二动滑轮，钢丝绳的两端分别固定在底座两端；坡道和底座的中部还设有 导向槽。 进一步地，底座上还设有若干导向轮，导向轮设置在坡道和底座的连接处，钢丝绳 贴靠导向滚轮并从导向滚轮下方穿过。 进一步地，底座的两侧均分别设有L型支腿，底座的至少一侧设有进料机构，进料 机构设置在L型支腿一侧。 进一步地，进料机构包括抬升臂、液压机构，液压机构设置在抬升臂下方，抬升臂 的一端铰接在底座上，液压机构的一端铰接在抬升臂下端中部，液压机构另外一端铰接在 底座上。 进一步地，自动鼠洞包括滑轨架、鼠洞钳、升降油缸，升降油缸一端铰接在滑轨架 上，升降油缸另外一端铰接在鼠洞钳上，鼠洞钳活动安装在滑轨架上，滑轨架两侧分别设有 轨道板，轨道板设置在滑轨架内侧壁处，鼠洞钳可以相对轨道板移动。 进一步地，鼠洞钳包括鼠洞钳架、夹钳座，夹钳座设置在鼠洞钳架的两端。 进一步地，夹钳座的中部设有夹钳口，夹钳口的两侧分别设有一个钳夹块组件，钳 夹块组件活动安装在夹钳口两侧；钳夹块组件的一端连接第二夹持油缸，钳夹块组件的另 外一端可相对夹钳口伸缩移动，第二夹持油缸分别置于钳夹座的两侧。 进一步地，钳夹口的上端还设有导向喇叭口，导向喇叭口的下端连接在夹钳口的 边缘处。 进一步地，夹钳座的一侧还设有同步联动装置。 进一步地，所述铁钻工包括第一铁钻工、第二铁钻工，铁钻工包括第一铁钻工、第 二铁钻工，第一铁钻工安装固定在安装平台上，用于在自动鼠洞上端拆、接管柱，第二铁钻 工安装固定在安装底座上端，用于在井口拆、接管柱；如果空间有限，也可以仅设置第二铁 6 CN 111594073 A 说　明　书 3/10 页 钻工，使其既能在井口位置作业也可在自动鼠洞位置作业；第一铁钻工和第二铁钻工的设 置便于独立使用，提升工作效率。 进一步地，扶正臂包括连接件、前臂、后臂、伸缩机构、扶正钳，前臂一端铰接在连 接件上，前臂另外一端铰接在扶正钳一侧，后臂一端铰接在连接件上，后臂另外一端铰接在 扶正钳一侧，扶正钳两侧均设有前臂和后臂，伸缩机构一端铰接在后臂中部，伸缩机构另外 一端铰接在井架上，扶正臂通过连接件安装在井架内；连接件、前臂、扶正钳、后臂之间连接 形成平行四边形。 进一步地，扶正钳包括扶正钳主体、滚轴、扶持钳夹，滚轴设置在扶正钳主体前端， 滚轴两端直径大于滚轴中间直径，滚轴可相对扶正钳主体自由转动，扶正钳活动安装在滚 轴两侧的扶正钳主体上。 进一步地，安装立柱包括活动立柱、固定立柱，活动立柱活动安装在固定立柱上 端，固定立柱固定在安装平台上；伸缩臂活动安装在活动立柱上。 进一步地，活动立柱上活动设有上滑车和下滑车，上滑车和下滑车可相对活动立 柱移动；伸缩臂包括平行设置的第一杆、第二杆，伸缩臂还包括第三杆、短杆、油缸，第一杆、 第二杆的一端均铰接在上滑车上，第一杆、第二杆的另外一端均铰接在短杆的两端，短杆的 一端铰接在夹持臂上，第一杆的中部铰接第三杆的一端，第三杆的另外一端铰接在下滑车 上。 本发明的有益效果在于，通过本发明的陆地离线作业钻机，打破了传统钻机的管 柱处理模式，取消了钻机二层台的设置，极大的消除了高空作业的危害，降低了设备的维护 难度，整个钻机的重心下降到钻台面以下，整体的抗风能力得到显著的提升；此外，本发明 的陆地离线作业钻机，可以满足离线接立柱作业，无需占用井口，接若干立柱后即可开钻， 无需接完全部的管柱，钻井准备时间大大缩短，可提高钻井效率。 附图说明 图1是本发明的陆地离线作业钻机整体结构示意图。 图2是图1中去掉左侧管柱弹夹之后的陆地离线作业钻机结构示意图。 图3是图1陆地离线作业钻机的侧视图。 图4是本发明中的管柱提升机结构示意图。 图5是本发明中的滑车总成单元模块结构示意图。 图6是本发明中的管柱弹夹结构示意图。 图7是本发明中的自动猫道结构示意图。 图8是本发明中的自动猫道内部结构示意图。 图9是本发明中的进料机构结构示意图。 图10是本发明中的自动鼠洞结构示意图。 图11是本发明中的鼠洞钳结构示意图。 图12是本发明中的夹钳座结构示意图。 图13是本发明中的扶正臂结构示意图。 图14是本发明中的井架安装示意图。 图15是本发明中的安装底座结构示意图。 7 CN 111594073 A 说　明　书 4/10 页 图16是本发明中的排管机结构示意图。 图17是本发明中的排管机主体结构示意图。 图18是本发明中的第一铁钻工结构示意图。 图中，1、安装底座；2、井架；3、管柱提升机；4、自动猫道；5、自动鼠洞；6、扶正臂；7、 管柱弹夹；8、排管机；9、第一铁钻工；10、第二铁钻工；11、自动钻杆盒；12、井口位置；1-1、顶 板层；1-2、中层支撑柱；1-3、中层斜支撑柱；1-4、起升液压缸；1-5、底板层；3-1、滑车总成单 元模块；3-2、门型架总成；3-3、滑轮组件；3-4、绞车a；3-5、拉杆总成；3-11、滑车架；3-12、长 连杆；3-13、导向槽；3-14、变幅油缸；3-15、短连杆；3-16、摇杆；3-17、调斜油缸；3-18、钳连 接架；3-19、扶持钳；3-20、夹持钳；3-21、扶持油缸；3-22、第一夹持油缸；4-1、底座；4-2、坡 道；4-3、第一换向滑轮组；4-4、绞车b；4-5、第二换向滑轮组；4-6、小推车；4-7、导向滚轮；4- 8、L型支腿；4-9、进料机构；4-10、导向槽；4-61、第一动滑轮；4-62、第二动滑轮；4-91、抬升 臂；4-92、液压机构；5-1、滑轨架；5-2、鼠洞钳；5-3、滚轮组；5-4、升降油缸；5-11、吊装耳板； 5-12、安装法兰板；5-13、升降油缸安装座；5-14、轨道板；5-21、耳座；5-22、鼠洞钳架；5-23、 钳夹座；5-24夹钳口；5-25、钳夹块组件；5-26、第二夹持油缸；5-27、导向喇叭口；5-28、钳夹 块组件同步连杆；5-29、滑块；5-30、第一导向孔；5-31、第二导向孔；5-32连接杆；6-1、连接 件；6-2、前臂；6-3、后臂；6-4、伸缩机构；6-5、扶正钳；6-51、扶正钳主体；6-52、滚轴；6-53、 扶持钳夹；7-1、管柱存储盒；7-2、指梁；7-3、防护木垫；8-1、排管机主体；8-2、安装平台；8- 3、活动立柱；8-4、固定立柱；8-5、上滑车；8-6、下滑车；8-7、第一杆；8-8、第二杆；8-9、第三 杆；8-10、短杆；8-11、油缸；8-12、驱动油缸；8-13、夹持臂；9-1、旋扣钳；9-2、移送机构；9-3、 紧扣钳；9-4、安装立柱。